TWI390609B - AlN-based member for compound semiconductor gas-phase growth device and method for producing compound semiconductor using the same - Google Patents

AlN-based member for compound semiconductor gas-phase growth device and method for producing compound semiconductor using the same Download PDF

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TWI390609B
TWI390609B TW097127635A TW97127635A TWI390609B TW I390609 B TWI390609 B TW I390609B TW 097127635 A TW097127635 A TW 097127635A TW 97127635 A TW97127635 A TW 97127635A TW I390609 B TWI390609 B TW I390609B
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Tomohisa Arai
Michiyasu Komatsu
Shigetaka Tamura
Katsuhiro Shinosawa
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Toshiba Kk
Toshiba Materials Co Ltd
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Description

化合物半導體氣相成長裝置用AlN製構件及使用其之化合物半導體之製造方法
本發明係有關使用於化合物半導體製造裝置之AlN構件及使用其之化合物半導體之製造方法。
近年，對於以白色LED為始之各種發光二極體，使用餘光記錄之雷射二極體，在移動通信之HEMT等，使用3-5族化合物半導體等之化合物半導體所成之發光元件的裝置乃廣泛被使用，針對在各種裝置，係所搭載的化合物半導體的性能乃直接左右裝置本身之性能，得到良質之化合物半導體。
作為化合物半導體裝置之製作方法，與MBE法(分子束磊晶法)並列，一般，MOCVD法(有機金屬化學氣相成長法)被廣泛所使用，MOCVD法係為作為原料而使用有機金屬之化學蒸鍍法者，特別是表示氣相磊晶者。另外，MOCVD(metallorganic chemical vapor deposition)係亦稱為MOVPE(metallorganic vapor phase epitaxy)、OMVPE(organometallic vapor phase epitaxy)。
針對在其MOCVD法，例如對於GaN之情況，作為3族元素源而使用TEG(三乙基鎵)或TMG(三甲基鎵)，作為5族元素源，將氨氣等作為反應氣體而使用，將此等元素源，經由載氣而導入至反應爐，於設置於反應爐內之托盤或配置在感應器上，經由高頻率感應過熱，電阻加熱等所加熱之藍寶石基板或SiC基板等之基板上，進行供給元素源而使其結晶成長者。對於進行MOCVD法之裝置，係配置藍寶石基板等之基板，氮作為配置其基板的台，配置托盤或感應器。MOCVD裝置之反應室係曝露餘數百度以上的高溫(日本特開2004-111766號：專利文獻1)。
使用於製造通常的半導體元件之裝置的感應器係多使用石墨製者，於製品之化合物半導體，為了防止作為不純物而混入碳素者，有必要由SiC等包覆石墨。另外，使用於量產之裝置的情況，多為採取加載互鎖真空式3室構造或枚葉室構造者，一般具有載置晶源於晶圓用托盤而搬送的構造者。作為晶圓用托盤，係與感應器同樣地為了防止碳素混入於化合物半導體，使用包覆SiC於石墨之構成或石英等。
如為一般的Si晶圓，其處理溫度係因為為50~300℃，而即使使用碳素製托盤或石英製托盤，從托盤的碳素擴散少，而無需考慮晶圓的污染。但，化合物半導體晶圓之處理溫度係因為為高溫之600℃以上，而當使用碳素製托盤或石英製托盤時，將從托盤擴散碳素，污染化合物半導體而使產率下降，特別是化合物半導體係容易受到經由碳素的影響。
對於化合物半導體之製造使用MOCVD法之情況，因使用氨氣等之反應氣體，曝露於600℃以上的高溫，而在以往的碳製托盤或時因托盤中，係將腐蝕托盤，將擴散有碳素。為了處理如此的問題，對於日本特開平7-226379(專利文獻2)，係提案有AlN(氮化鋁)等之陶瓷製托盤。經由使用AlN製之托盤之時，成為可控制經由碳素擴散之污染。
但，近年來的化合物半導體，例如3-5族系化合物半導體係成為適用於發光二極體或半導體雷射等之發光元件，其發光輸出力亦年年變大，謀求特性的提升。另外，伴隨發光元件的需求增加，亦要求大型之化合物半導體晶圓的製造。
對於進行發光元件的特性提昇或化合物半導體晶圓之高性能化或大型化，係有必要進行化合物半導體晶圓之製造工程或晶圓之處理工程的高溫化或長時間化。當進行高溫化或長時間化時，對於使用於化合物半導體之製造裝置內的托盤等之構件的負荷亦變大，在單只使用AlN製托盤係為不充分。具體而言，經由對於1000℃之高溫化，或伴隨化合物半導體層之多層化而各工程的合計時間便長之長時間化，對於產生歪斜在AlN製托盤的化合物半導體晶圓，出現不良影響。
另外，如前述，針對在如加載互鎖真空式或枚葉式等，將晶圓保持載至於托盤搬運至複數之處理室的製造裝置，各處理室或聯絡通路的溫度差乃成為激烈。當溫度差激烈時，成為AlN製托盤歪斜的原因。
更加地，從使用於各處理室之成膜，使用於蝕刻的氣體，藥品等之化學成分不同者，亦要求對於個化學成分之耐腐蝕性。
另外，於在各處理室處理晶圓時，有必要洗淨附著於托盤之附著物。作為洗淨方法，有必要進行經由研磨之除去，經由酸洗或鹸洗淨之除去，加熱昇華，經由鹵素氣體等之乾洗淨除去，對此要求對於作業之耐久性。
專利文獻1：日本特開2004-111766號公報
專利文獻2：日本特開平7-226379號公報
本發明係提供針對在化合物半導體製造裝置用AlN構件，化合物半導體之製造條件即使作為高溫化或長時間化，亦可控制歪斜之AlN構件者。另外，提供使對於化學成分之耐腐蝕性及各種洗淨方法之耐久性提昇的化合物半導體製造裝置用AlN構件者。
另外，本發明係提供可控制對於化合物半導體之不純物的擴散及來自AlN構件之歪斜的不良情況，可大幅地使產率提昇之化合物半導體之製造方法者。
經由本發明之化合物半導體製造裝置用AlN構件係其特徵乃AlN構件具有AlN具有燒結體，AlN燒結體中的AlN比例乃97~100質量%之範圍內者。
又，前述AlN燒結體中的含氧量乃0.6質量%以下(包含0)者為佳。又，前述AlN燒結體中的含碳量乃0.05質量%以下(包含0)者為佳。又，前述AlN燒結體中的助燒結劑成分乃以金屬元素換算為2質量%以下(包含0)者為佳，前述金屬元素乃Y、Er、Ca、Mg之至少一種者為佳。
又，前述AlN燒結體中的AlN結晶粒的平均粒子徑乃3~20μm者為佳。又，前述AlN燒結體的熱傳導率乃70W/m‧K以上者為佳。又，前述AlN燒結體的3點彎曲強度乃200MPa以上者為佳。
又，將AlN燒結體表面作為X線繞射時，未檢測出晶界相之峰值者為佳。另外，將AlN燒結體表面作為X線繞射時，Ib/Ia(Ia係表示AlN之最強峰值，Ib係表示晶界相成分的最強峰值。)乃0.0001~0.1之範圍內者為佳。
又，可搭載直徑為2英吋以上之化合物半導體晶圓者為佳又，前述AlN燒結體的厚度乃1mm以上者為佳。又，適合於在經由MOCVD法製造化合物半導體晶圓時所使用之構件。
又，本發明之化合物半導體的製造方法，係其特徵乃具備於前述之化合物半導體製造裝置用AlN構件上，配置化合物半導體晶圓之製造工程者。
又，作為製造工程，使用MOCVD法者為佳。又，作為製造工程，具備加熱至溫度600~1800℃之工程者為佳。
又，對於化合物半導體乃發光元件之情況，亦為有效。又，作為製造工程，具備使用有機金屬氣體及氨氣之工程者為佳。
如根據本發明，即使在高溫環境下，亦可提供歪斜少之化合物半導體製造裝置用AlN構件者。另外，因不純物氧或碳少，而耐食性亦為良好，故可適用如MOCVD法等，使用氨氣之化合物半導體之製造工程。
又，使用本發明之化合物半導體製造裝置用AlN構件的化合物半導體之製造方法係提生產率。又，因在高溫環境下的歪斜亦少，故亦可將化合物半導體作為大型化者。
經由本發明之化合半物導體製造裝置用AlN構件係AlN構件具有AlN具有燒結體，AlN燒結體中的AlN比例乃97~100質量%之範圍內者。
首先，化合半物導體係指含有2種以上屬於在週期表所示之不同族的元素之半導體者，作為代表例，可舉出含有3b族與5b族之3-5族化合物半導體，或含有2b族與6b族之2-6族化合物半導體。另外，作為3-5族化合物半導體係可舉出GaAs、GaP、GaAsP、InP等，作為2-6族化合物半導體係可舉出ZnTe等。
又，近年係作為3-5族化合物半導體，開發有將GaN作為基底之GaN系化合半物導體。作為GaN系化合半物導體係有GaN、GaAlN、InGaN等，亦有於此摻雜Si或Mg之含摻雜劑型式。
經由使用複數層GaN系化合半物導體而構成n型、p型、活性層等之各層之時，成為半導體元件。然而，在構成半導體元件時，因應必要，亦可作為使用SiO膜等之絕緣膜或反射膜者。使用GaN系化合半物導體之半導體元件係適合於發光二極體等之發光元件。
對於化合半物導體之製造，如前述適合MOCVD法，使有機金屬氣體與氨氣等反應而使其氣相成長。另外，對於在進行氣相成長時，亦可一起使用氫氣，氮氣。作為此時進行氣相成長的底座，作為使用藍寶石基板或石英基板等之基板者。
又，在歷經氣相成長工程之後係於基板上，形成化合物半導體層為晶圓狀。經由於其化合物半導體晶圓，更加地重複將化合物半導體膜或層間絕緣膜成膜之成膜工程，和蝕刻工程之時，可製造半導體元件，例如發光元件者。經由本發明之化合物半導體之製造方法係作為顯示含有使化合物半導體作為氣相成長之工程，更加地將化合物半導體膜或層間絕緣膜成膜之成膜工程，及蝕刻工程之至少1種的工程之製造工程者。
經由本發明之化合半物導體製造用AlN構件係具有AlN燒結體，AlN燒結體中的AlN比例乃97~100質量%之範圍內。AlN燒結體係指燒結氮化鋁(AlN)粉末者。經由將AlN燒結體中之AlN比例作為97~100質量%之範圍內之時，由助燒結劑所成之晶界相成分或不純物的合計量乃成為3質量%以下。因晶界相或不純物的合計量少，故在製造化合物半導體時，可控制來自AlN構件之晶界相成分或不純物成分的擴散。
又，含有助燒結劑成分之情況，助燒結劑成分之含有量乃以金屬元素換算為2質量%以下(包含0)者為佳。又，更佳乃1質量%以下。又，作為助燒結劑係含有希土元素或鹸土金屬元素之化合物者為佳。經由使用助燒結劑之時，可使AlN燒結體之特性安定者，可使製品之產率提昇。作為希土元素係Y(釔)及鑭系元素為佳，作為鹸土金屬元素係Ca(鈣)及Mg(鎂)為佳，作為化合物係可舉出氧化物，氧氮化物，氟化物，碳酸鹽等。含有希土元素之化合物係經由在AlN燒結體中與不純物氧反應之時，形成希土元素-Al-O系化合物。作為希土元素而使用Y的情況，係成為YAG、YAM、YAL之至少一種以上。希土元素-Al-O系化合物係以晶界相，作為玻璃相而存在者為多。因為為玻璃相，而較AlN結晶粒，溶點為低。因此，經由加熱AlN燒結體之時，容易將晶界相成分溶出於表面。經由除去溶出於表面之晶界相成分之時，可提昇AlN燒結體中之AlN比例者。也就是，作為助燒結劑而用含有鹸土元素之化合物的情況，係可容易進行使AlN燒結體中之AlN比例提昇之調整。
從防止來自AlN構件之晶界相成分的擴散之觀點，未使用助燒結劑而製造AlN燒結體者亦為有效。但，當未使用助燒結劑時，因燒結性變差而量產性下降。
另外，作為AlN燒結體之不純物係主要可舉出C(碳)、O(氧)、Ca(鈣)。此等元素係為於AlN原料粉末中或AlN燒結體製造中，不可避免含有之元素。因此，於化合物半導體製造裝置用AlN構件中，亦成為含有一定量碳，氧等之不純物元素者。在此等不純物元素之中，特別是碳和氧乃對於化合物半導體之特性帶來不良影響之元素，對於阻抗值等待來影響之可能性為高。因此，有必要在製造工程中，呈不混入碳或氧於化合物半導體地進行控制。
AlN燒結體中的含氧量係0.6質量%以下為佳，而更佳為0.2質量%以下。又，碳含有量係0.05質量%以下為佳，而更佳為0.01質量%以下。碳或氧係在AlN燒結工程中，與助燒結劑成分反應而成為晶界相成分，經由去氧而釋放於系統外。作為晶界相成分而殘留的構成係因有於化合物半導體之製造工程中產生擴散之虞，故其含有量為少則佳。
經由如以上，降低晶界相成分及不純物量之時，可將AlN燒結體中之AlN比例作為97~100質量%，理想係作為99~100質量%者。因AlN比例為多，故可控制在化合物半導體之製造工程中晶界相成分或不純物之擴散。另外，在除去附著在構件之附著物時，使用藥品之情況的耐食性亦提昇。
另外，在化合物半導體之製造工程中，有AlN本身產生擴散之虞，但AlN係主要分解成Al與N而擴散。Al與N係因如GaAlN，可作為化合物半導體之構成元素而使用之元素，而作為不純物之容許量係較碳或氧為大。因此，針對在本發明係使用增加AlN比例之AlN燒結體者。換言之，經由本發明之化合物半導體製造裝置用AlN構件係適合於GaN系，特別是GaAlN系之化合物半導體的製造。特別是化合物半導體係因利用氨氣等之反應氣體，而在反應室內所使用之製造裝置用構件亦在容易腐蝕之環境。當產生腐蝕時，製造裝置用AlN構件之構成成分則擴散於反應室內。以往之化合物半導體製造裝置用AlN構件係因助燒結劑，以金屬元素換算而作為含有5質量%程度，而晶界相成分的量變多，耐腐蝕性則下降。又，作為化合物半導體之製造而製造發光元件的情況係因進行化合物半導體層或層間絕緣層之多層化，或因應需要之蝕刻處理等各種工程，而於各種反應氣體或藥液，曝露製造裝置用構件者。因此，對於製造裝置用AlN構件，亦要求對於反應氣體或藥液之耐蝕性(耐腐蝕性)。經由本發明之化合物半導體製造裝置用AlN構件係因經由增加AlN比例之時，減少容易被腐蝕之晶界相成分，故耐蝕性則提昇。
另外，對於化合物半導體之製造，係包含在600~1800℃程度之高溫下進行之製造工程。又，將化合物半導體層作為多層化而製造發光元件等之半導體元件情況，在複數之反應室(處理室)，保持載置於托盤等之構件而進行搬運。因此，托盤等之構件係使用在從常溫至高溫溫度差大的環境。又，對於為了使量產性提昇，係有必要為了將化合物半導體晶圓作為大型化而使用複數製造工程，使處理時間作為長時間化。又，伴隨晶圓之大型化，保持其之托盤或感應器等之構件亦有必要大型化，因此，較以往，製造化合物半導體之條件係成為嚴格者，在如此嚴格的製造條件下，將以往的助燒結劑成分，以金屬元素換算而作為含有5質量%之AlN構件中，於構件容易產生歪斜。此係因將助燒結劑成分作為主要之晶界相成分產生熱膨脹，而產生歪斜。對此，經由本發明之化合物半導體製造裝置用AlN構件係經由增加AlN比例，以就是減少晶界相成分之時，即使在高溫環境而使用，亦可控歪斜者。
又，成為歪斜或污染的原因之晶界相成分之中，成為其原因者係為主要存在於AlN燒結體表面的晶界相成分。對於測定存在於燒結體表面之晶界相成分的有無，係X線繞射則為有效。另外，X線繞射的測定處係期望為半導體化合物晶圓之搭載處。
又，將AlN燒結體表面作為X線繞射時，未檢測出晶界相之峰值者為佳。未檢測出晶界相之峰值者乃表示AlN燒結體，實質上未具備晶界相成分者。實質上未具備晶界相成分係指，表示原本使用助燒結劑之情況，或雖使用助燒結劑，但在燒結後除去晶界相成分之情況。未檢測出如此之晶界相成分之峰值的AlN構件係即使作為特別在1300~1800℃之溫度範圍而使用，亦不易產生歪斜。
另外，具備晶界相成分之情況，將AlN燒結體表面作為X線繞射時，Ib/Ia(在此，Ia係表示AlN之峰值強度，Ib係表示晶界相成分的峰值強度)乃0.0001~0.1之範圍內者為佳。Ib/Ia乃0.0001~0.1之範圍內者係表示於表面殘存有晶界相成分之狀態。因殘存有晶界相成分，而如為短時間，即使為1300℃亦無影響，但重複使用之情況係適合為600至未達1300℃之範圍的工程。殘存有助燒結劑成分之構成係因可使用助燒結劑，量產性則為優越。因此，對應於所使用之環境而選擇者為佳。
又，前述AlN燒結體的AlN結晶粒的平均粒子徑乃3~20pm、熱傳導率係70W/m‧K、3點彎曲強度係200Mpa以上者為佳。
如前述，在化合物半導體之製造工程中，因成為高溫環境，故如熱傳導率高，放熱性則提昇，可縮小歪斜量者。另外，作為感應器而使用之情況，於與搭載化合物半導體的面相反側，設置加熱部，亦可作為附加熱機能感應器而使用者，當AlN構件的熱傳導率高時，因熱傳達變快，加熱機能則提昇。作為熱傳導率係200W/m‧K以上，更佳為230W/m‧K以上。然而，熱傳導率之測定係作為以雷射閃光法而進行者。
又，AlN燒結體的AlN結晶粒的平均粒子徑乃3~20μm，理想為5~15μm。在平均粒子徑未達3μm中，強度係雖提昇，但因晶界相的比例增加，故有前述X線繞射之Ib/Ia，出現未成為0.1以下之部分的可能性。另一方面，當超過20μm時，有強度下降之虞。對於平均粒子徑之測定，係經由電子顯微鏡攝取任意剖面之擴大照相，作為求取之構成。此時，擴大照相係作為使用単位面積100μm×100μm相當者之構成。在其擴大相片之中，只抽取AlN結晶粒的輪廓完全攝取之粒子，將所抽取之各粒子的最大徑(最長的對角線)，作為粒徑。將其作業，對於任意之單位面積3處而進行，將此等平均值作為平均粒子徑。
另外，對於得到熱傳導率260W/m‧K以上，更加地270W/m‧K以上之AlN燒結體，係將Ib/Ia作為0.001~0.01之範圍者為佳，另外，經由X線繞射，做為晶界相，只檢測出Y4 Al2 O9 ，或檢測出Y4 Al2 O9 與Y2 O3 者為佳。又，AlN燒結體中之全氧量乃0.02~0.1質量%，Y(釔)含有量乃0.01～0.05質量%之範圍者圍佳。又，AlN結晶粒係平均粒子徑12~18μm，最小徑5μm以上，最大徑25μm以下者為佳。AlN結晶粒之最小徑或最大徑的測定係與平均粒子徑同樣地攝取擴大相片(100μm×100μm)，在相片中，粒的輪廓完全攝取之粒子之中，將在最小粒子之最長的對角線作為最小徑，將在最大粒子之最長的對角線作為最大徑。如此，經由控制晶界相及AlN結晶粒之時，可將3點彎曲強度作為200MPa以上者。
又，AlN燒結體的3點彎曲強度乃200MPa以上者為佳。如前述，因將AlN構件搬送至複數之處理室，故經由搬運時之振動或與載置台的接觸而不會產生損傷程度之強度則為必要。另外，對於經由成膜工程，作為附著物亦殘存有成膜材於製造裝置用AlN構件時，係經由研磨或藥一處理等而進行附著物之除去工程。針對在其附著物除去工程，為了作為不易對於AlN構件產生損傷，強度高者則為佳。
如以上，控制個構成之化合半物導體製造裝置用AlN構件係適合於化合半物導體晶圓搭載用托盤，或托盤載置用感應器等之各種化合半物導體製造裝置用構件。
又，因歪斜量少，故適合於在製造直徑2英吋以上之化合半物導體晶圓時所使用之構件，更加地，亦可適用於搭載5英吋以上之大型的晶圓構件。另外，伴隨構件的大型化，AlN燒結體的厚度亦即使作為1mm以上厚者，亦可減少歪斜量。
於圖1，作為化合半物導體製造裝置用AlN構件之一例顯示托盤之剖面圖。圖中，1係為托盤，2係為形成於托盤之中空部，3係為化合半物導體晶圓搭載部，4係為外緣部。托盤1乃由AlN燒結體所成。中空部2係亦可不設置，但有設置情況則容易將來自感應器的熱傳達至晶圓。另外，經由對於化合半物導體晶圓搭載部3之外緣部，設置段差之時，於晶圓運送中，可防止晶圓的脫落或位置偏移者。然而，外緣部4之段差係如無需要，亦可不設置。又，於外緣部設置段差之情況，AlN燒結體之厚度係在段差之某個外緣部之中，將最厚的部份作為AlN燒結體之厚度。
又，於圖2，顯示將圖1之托盤從上而視的圖。圖中，D1係為托盤的外徑，D2係圍托盤之化合半物導體晶圓搭載部的外徑，D3係為中空部之外徑。又，作為托盤的形狀而表示圓形之構成，亦可為四角形狀等之圓形以外的形狀。又，可搭載直徑為2英吋以上之化合半物導體晶圓係指，表示化合半物導體晶圓搭載部的外徑D2為2英吋以上之構成。
又，於圖3，顯示將托盤配置於感應器上的一例。圖中，5係為感應器，6係為加熱部，7係為化合半物導體晶圓。在圖3中係表示形成加熱部6的例，但如為無需要而亦可不設置。又，感應器係為作為放置托盤之底座所使用之構成。針對在本發明，係亦可由AlN燒結體而構成其感應器5。也就是，化合半物導體製造裝置用AlN構件係指，表示在晶圓用托盤或感應器等之化合半物導體製造裝置內所使用之構件者。
經由本發明之化合半物導體製造裝置用AlN構件的製造方法係未特別加以限定者，但於以下，說明其一例。
首先，AlN原料粉末係平均粒子徑0.1~2μm，不純物氧含有量1.3質量%以下者為佳。又，使用助燒結劑之情況，係使用平均粒子徑0.1~3μm之構成。
進行混合AlN原料粉末，和因應需要之助燒結劑粉末的原料粉末調整工程。助燒結劑的添加量係為任意，但將助燒結劑作為金屬元素換算時，作為3質量%以下者為佳。之後，以模具沖壓，CIP，薄片成型等作為壓粉，進行形成成形體之成形工程。在進行成形工程時係因應需要，亦可樹脂黏合劑。使用樹脂黏合劑之情況係在燒結後，為了作為不殘存碳地進行充分之脫脂工程者。
接著，進行燒結成形體之燒結工程。燒結方法係可使用熱壓法，環境加壓燒結法，HIP法等之各種燒結法者。燒結條件係經由燒結方法而有所差異，但溫度為1600～1950℃，時間為4~20小時。又，燒結環境係不活性環境或還原性環境為佳。如使用還原性環境，亦可使燒結體中之無需的氧或碳釋放於系統外者。經由燒結工程，較AlN原料粉末之平均粒子徑，AlN燒結體之AlN結晶粒的平均粒子徑為大地進行燒結者為佳。特別是，平均粒子徑成為3倍以上地進行燒結者為佳。經由燒結工程，進行AlN結晶粒之晶成長時，因每單位面積的晶界相比例減少，故熱傳導律則提昇。
另外，對於使用助燒結劑之情況，係形成將助燒結劑成分作為主要之晶界相成分。晶界相成分係經由燒結工程，可形成取入AlN原料粉末之不純物氧等的晶界相成分者。例如，作為助燒結劑而使用氧化釔(Y2 O3 )之情況，與AlN原料粉末中之不純物氧(Al2 O3 )反應，形成Y-Al-O系化合物(YAG、YAM、YAP)所成之晶界相成分。又，為了得到去氧效果，將碳添加0.1～0.8質量%者亦為有效。
晶界相成分係經由燒結工程而容易滲出於AlN燒結體表面，經由除去滲出於燒結體表面之晶界相成分之時，可降低AlN燒結體表面之晶界相成分的量者。其結果，可將X線繞射之Ib/Ia作為0.1以下者。作為除去晶界相成分之方法，係可舉出使用金剛石磨石之機械研磨，珩磨加工，射出塑型加工，經由酸或鹸之藥液處理等。
另外，經由在燒結工程後進行再加熱之時，更加地使殘存於AlN燒結體中的晶界相成分滲出者亦為有效。再加熱溫度乃1200℃~1450℃之範圍為佳。經由作為較燒結溫度為低之再加熱溫度之時，無需必要以上地使AlN結晶粒進行晶成長，而可只將晶界相成分滲出於燒結體表面者。經由除去滲出之晶界相成分之時，可更降低AlN燒結體表面之晶界相成分的量者。其再加熱處理係亦有作為除偏差熱處理之效果。
又，未使用助燒結劑之燒結方法亦為有效，但此情況係因燒結性差，故量產性係下降。如從量產性來看，使用助燒結劑者為佳。特別是，經由使用助燒結劑而製造燒結體，之後，除去表面之晶界相成分，更加地經由再加熱，再次除去晶界相成分之時，可將AlN燒結體表面之Ib/Ia作為0.1以下，更加地係可調整為0.01以下。
又，經由晶界相的控制，可得到熱傳導率，平均結晶粒徑，3點彎曲強度優越之AlN燒結體者。
實施例 (實施例1~7、比較例1)
作為AlN原料粉末，準備平均粒子徑0.8μm，氧含有量1.0質量%之構成。作為助燒結劑，準備平均粒子徑1.2μm之氧化釔粉末。經由於AlN原料粉末混合助燒結劑，進行1750～1900℃×6～12小時焼結之時，製造AlN燒結體所成之晶圓用托盤。另外，晶圓搭載部表面係實施研磨加工，除去滲出之晶界相成分。
托盤的尺寸係將托盤外徑D1作為80mm，將晶圓搭載部外徑D2作為77mm，將中空部外徑D3作為65mm，托盤外緣部之厚度3mm，晶圓搭載部之厚度2mm之3英吋晶圓搭載用托盤。
對於個托盤，測定熱傳導率，平均結晶粒子徑，3點彎曲強度，耐熱特性。又，亦進行Y元素量、碳量、氧量之測定。另外，亦求取經由晶圓搭載部之X線繞射之AlN的最強峰值Ia與晶界相成分的最強峰值Ib的比(Ib/Ia)。然而，熱傳導率乃260W/m‧K以上之實施例1和實施例7係做為晶界相，只檢測出Y4 Al2 O9 ，或檢測出Y4 Al2 O9 與Y2 O3 。
熱傳導率的測定係經由雷射閃光法而進行。平均結晶粒子徑係在AlN燒結體之剖面，將100μm×100μm之擴大相片，作為任意3處攝取而求得。3點彎曲強度係根據JIS-R-1601而進行。Y量、氧量及碳量係經由ICP發光分光法而進行。
另外，作為耐熱性試驗，將1650℃×2小時→常温(25℃)×30分作為1周期，將其作為3周期實施之後的歪斜量測定。同樣地，將1200℃×30分→常温(25℃)×30分作為1周期，將其作為8周期實施之後的歪斜量測定。歪斜量係求取在耐熱性試驗之前後的撓度量之變化量(mm)。
又，作為比較例，準備將晶界相成，以金屬元素換算而殘存5質量%之構成，進行同樣的測定。
於以下表示其結果。
從表1及2了解到，本實施例之托盤係歪斜量少者。因在高溫環境下的歪斜量少，故對於使用在化合物半導體之製造工程的情況，因托盤的歪斜亦少，故晶圓的產率則提昇。
(實施例8~9)
接著，在使用實施例3之托盤的燒結工程後，對於實施表3所示之再加熱處理之構成，進行同樣的測定。然而，於再加熱處理後，除去將晶圓搭載部的表面進行珩磨加工而滲出之晶界相成分。於以下表示其結果。
從表3及4了解到，經由再加熱處理而使晶界相成分滲出，再經由除去晶界相成分之時，可提供耐熱性高的構件者。
(實施例10)
經由將實施例2之托盤，作為再加熱處理及酸洗之時，製作未檢出AlN燒結體表面之晶界相成分的X線繞射峰值之構件，進行耐熱性試驗。
從表5了解到，經由再加熱處理作為呈未檢出晶界相成分的X線繞射峰值之構件係更控制歪斜量。較未使用助燒結劑之實施例6，改善歪斜量者係認為再加熱處理因亦具有除偏差熱處理等之效果。
(實施例11~13)
接著，在使用與實施例3及實施例9同樣之AlN燒結體，對於使托盤的尺寸變化成表所示之構成而言，進行耐熱性試驗。然而，實施例11及實施例12係為5英吋晶圓搭載用，實施例13係為8英吋晶圓搭載用。將其結果示於以下。
從表6了解到，本實施例之構件係即使尺寸大，歪斜量亦小者。
(實施例14)
接著，作為感應器用構件，使用與實施例4同樣之燒結體，準備直徑100mm×厚度2mm之圓盤狀構件，進行同樣的耐熱性試驗。將其結果示於以下。
從表7了解到，有關本實施例之構件係亦適合於感應器者。
1．．．晶圓用托盤
2．．．中空部
3．．．晶圓搭載部
4．．．周邊部
5．．．感應器
6．．．加熱部
7．．．晶圓
圖1係顯示本發明之化合物半導體製造裝置用AlN構件的晶圓用托盤之一例剖面圖。
圖2係將圖1從上面所示的圖。
圖3係顯示於感應器上配置晶圓用托盤之一例圖。
1．．．晶圓用托盤
2．．．中空部
3．．．晶圓搭載部
4．．．周邊部

Claims (13)

  1. 一種化合物半導體製造裝置用AlN構件，其特徵乃在化合物半導體製造裝置用AlN構件，AlN構件乃具有AlN燒結體，AlN燒結體中的AlN比例乃97~100質量%之範圍內，前述AlN燒結體中的含氧量乃0.6質量%以下(包含0)，前述AlN燒結體中的含碳量乃0.05質量%以下(包含0)，前述AlN燒結體中的AlN結晶粒的平均粒子徑乃3~20μm，前述AlN燒結體做為燒結助劑成分，包含Y所成金屬元素，前述AlN燒結體係除去滲出於表面之晶界相成分，將AlN燒結體表面作為X線繞射時，Ib/Ia(Ia係表示AlN之最強峰值，Ib係表示晶界相成分的最強峰值。)乃0.0001~0.1之範圍內者。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之化合物半導體製造裝置用AlN構件，其中，前述AlN燒結體中的助燒結劑成分乃以金屬元素換算為2質量%以下(包含0)者。
  3. 如申請專利範圍第1項記載之化合物半導體製造裝置用AlN構件，其中，前述AlN燒結體的熱傳導率乃 70W/m‧K以上者。
  4. 如申請專利範圍第1項記載之化合物半導體製造裝置用AlN構件，其中，前述AlN燒結體的3點彎曲強度乃200MPa以上者。
  5. 如申請專利範圍第1項記載之化合物半導體製造裝置用AlN構件，其中，將AlN燒結體表面作為X線繞射時，未檢測出晶界相之峰值者。
  6. 如申請專利範圍第1項記載之化合物半導體製造裝置用AlN構件，其中，可搭載直徑為2英吋以上之化合物半導體晶圓者。
  7. 如申請專利範圍第1項記載之化合物半導體製造裝置用AlN構件，其中，前述AlN燒結體的厚度乃1mm以上者。
  8. 如申請專利範圍第1項記載之化合物半導體製造裝置用AlN構件，其中，在經由MOCVD法製造化合物半導體晶圓時所使用。
  9. 一種化合物半導體的製造方法，係其特徵乃具備於如申請專利範圍第1項記載之化合物半導體製造裝置用AlN構件上，配置化合物半導體晶圓之製造工程者。
  10. 如申請專利範圍第9項記載之化合物半導體的製造方法，其中，作為製造工程，使用MOCVD法者。
  11. 如申請專利範圍第9項記載之化合物半導體的製造方法，其中，作為製造工程，具備加熱至溫度600~1800℃之工程者。
  12. 如申請專利範圍第9項記載之化合物半導體的製造方法，其中，前述化合物半導體乃發光元件者。
  13. 如申請專利範圍第9項記載之化合物半導體的製造方法，其中，作為製造工程，具備使用有機金屬氣體及氨氣之工程者。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5611554B2 (ja) * 2009-08-18 2014-10-22 株式会社東芝 高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体、これを用いた基板、回路基板、および半導体装置、ならびに高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体の製造方法
JP2015142016A (ja) * 2014-01-29 2015-08-03 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3457495B2 (ja) * 1996-03-29 2003-10-20 日本碍子株式会社 窒化アルミニウム焼結体、金属埋設品、電子機能材料および静電チャック
JPH11214359A (ja) * 1998-01-22 1999-08-06 Sumitomo Metal Ind Ltd マイクロ波導入窓用部材
JP4336055B2 (ja) * 2001-02-28 2009-09-30 京セラ株式会社 窒化アルミニウム質焼結体およびその製造方法
JP4202856B2 (ja) * 2003-07-25 2008-12-24 東京エレクトロン株式会社 ガス反応装置
JP2005072321A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Kyocera Corp ウェハ支持部材とその製造方法
JP4773744B2 (ja) * 2005-03-30 2011-09-14 株式会社トクヤマ 窒化アルミニウム焼結体の製造方法

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